Расчет системы отопления, вентиляции и кондиционирования механообрабатывающего цеха

Содержание

Введение. 3

1. Техническое задание, рекомендации и информация о механообрабатывающем цехе. 4

2. Тепловой баланс помещения. 7

2.1. Зимний период. 7

2.2. Теплый период. 11

Список используемой литературы.. 14

Введение

Темой дипломной работы является разработка и расчет системы вентиляции, отопления и кондиционирования механообрабатывающего цеха по объекту ООО "МЕТАЛИТ РУС". 

Данный отчет содержит входную информацию для проектирования системы отопления, вентиляции и кондиционирования механообрабатывающего цеха. Далее представлены информация о производственном процессе, климатические условия района, требуемые параметры воздуха, список оборудования, требования проекта, а также тепловая нагрузка на систему отопления и вентиляции.

1. Техническое задание, рекомендации и информация о механообрабатывающем цехе.

Механообрабатывающий цех представляет собой производственное помещение площадью 6912м². В помещении производятся работы по изготовлению автомобильных компонентов. В частности - тормозных дисков. Рабочее помещение разделено на несколько зон:

1. Склад заготовок

2. Линия обработки тормозных дисков

3. Склад готовой продукции

4. Зона ремонтных работ и заготовка инструмента

5. Вспомогательное помещение

Работы в цеху производятся в одну смену 8 часов. В работе принимает участие 15 человек. В цех в день заезжает 8 автомобилей. Каждый автомобиль находится в помещении с работающим двигателем не более 5 минут.

Сварочное оборудование за исключением сварочных постов (8 шт.) Оборудовано собственной вытяжной системой.

Все оборудование металлообработки оснащено собственной системой удаления вредных выделений.

Таблица 1. Оборудование механообрабатывающего цеха

Оборудование	Количество	Мощность, кВт
Линия для обработки тормозных дисков	8	174
Станок балансировочный CMT-50FW	8	25
Станок поверочный	2	3
Многоцелевой обрабатывающий центр VORTEX 1060V/8	1	37
Вертикальный обрабатывающий центр VERTICAL CENTER SMART 430A	2	18,5
Кран электрический подвесной двухпролетный г/п 5т, L=10м	3	85
Сварочный трансформатор ВДМ 1202С	2	80
Ворота автомобильные 4000х4200мм	3	0,5

Сварочные посты не оборудованы системой очистки и предназначены для ремонтных работ в цехе при необходимости. Ориентировочный расход электродов в год - 100кг.

Тепловыделение от работающих электродвигателей оборудования составляет 300кВт.

Требования к микроклимату: температура 20°C, влажность 60%. Необходимо наличие дежурного отопления, обогревающего помещение до температуры плюс 5°C.

Таблица 2. Климатические данные района

Наименование населённого пункта	Расчетная географическая широта, °с.ш.	Барометрическое давление, ГПа	Период года	Параметры А			Параметры Б			Средняя суточная амплитуда температуры воздуха, °С
				температура воздуха, °С	удельная энтальпия, кДж/кг	скорость ветра, м/с	температура воздуха, °С	удельная энтальпия, кДж/кг	скорость ветра, м/с
Липецк	52	990	Теплый	24,4	50,0	4,1	28,7	54,8	4,1	11,6
			Зимний	-15	-13	6,5	-27	26,5	5,4	-

Рисунок 1. План механообрабатывающего цеха

Рисунок 2. Поперечный разрез

2. Тепловой баланс помещения

2.1. Зимний период

Поддержание заданных параметров производится системой вентиляции и дежурным отоплением в зимний период года. В летний - системой вентиляции и кондиционирования.

1. Дежурное отопление осуществляет поддержание температуры не менее 5°C в нерабочее время. Во время смены дополнительный подогрев осуществляет система вентиляции.

Для определения нагрузки на дежурное отопление необходимо произвести расчет тепловых потерь через ограждения (стены, крыша, ворота, двери, окна).

1) Стены цеха изготовлены из стеновых сэндвич-панелей , .

Крыша изготовлена из крышных сэндвич-панелей , .

Термическое сопротивление конструкции

Сопротивление теплопередаче:

где  - коэффициент теплоотдачи с внутренней стороны конструкции;

 - коэффициент теплоотдачи с наружной стороны конструкции.

Коэффициент теплопередачи:

2) Окна изготовлены из двойного остекления

3) Двери и ворота:

Потери при теплопередаче:

где  - площадь ограждающей конструкции;

 - коэффициент теплопередачи;

- температура внутри цеха при дежурном отоплении;

- расчетная температура воздуха.

Таблица 3. Потери тепла посредством теплопередачи при

Стена
Северная	806,4	476,68	291,92	4,2	33,6	5872,70	21205,07	86,15	689,2	6912	85155,8
Западная	604,8	557,4	43,2	4,2	0	6867,17	3138,05	86,15	0
Южная	806,4	489,78	297,72	2,1	16,8	6034,09	21626,38	43,08	344,6
Восточная	604,8	557,4	43,2	2,1	0	6867,17	3138,05	43,08	0

Суммарная нагрузка на дежурное отопление по :

Таблица 4. Потери тепла посредством теплопередачи при

Стена
Северная	806,4	476,68	291,92	4,2	33,6	8625,52	31144,94	126,53	1012,3	6912	125072,6
Западная	604,8	557,4	43,2	4,2	0	10086,15	4609,01	126,53	0
Южная	806,4	489,78	297,72	2,1	16,8	8862,57	31763,75	63,27	506,13
Восточная	604,8	557,4	43,2	2,1	0	10086,15	4609,01	63,27	0

Тепловой баланс помещения:

Вывод: так как тепловой баланс положительный - не требуется установка дополнительного отопления помимо дежурного. Для удаления избытков теплоты будет осуществлена вентиляция помещения.

2. Воздухообмен осуществляется общеобменной приточной и вытяжной вентиляцией. Удаление вредных веществ от сварочных постов осуществляется местными вытяжными зонтами с горизонтальным всасыванием.

Тепловые избытки: а) от электродвигателей работающего оборудования, б) от персонала

а) от работающего оборудования: ;

б) тепловые потери через ограждающие конструкции:

в) от персонала:

Персонал выполняет легкую работу, температура в помещении плюс 20°C. Соответственно от каждого человека выделяется 132 Вт тепла. В помещении находятся одновременно 15 человек

Воздухообмен по избыткам теплоты:

где ;

 - теплоёмкость воздуха;

- плотность воздуха;

 - температура уходящего воздуха;

- температура приточного воздуха.

Выделения вредных веществ присутствуют только на сварочных постах и от нахождения автомобилей в цеху. Все остальное оборудование оснащено собственной системой удаления.

а) количество сварочных постов - 8шт. Суммарный расход электродов - 0,274 кг в день или 0,001425 кг/ч на один сварочный пост.

Воздухообмен по сварочным постам:

где  - воздухообмен на 1кг электродов в час; 8 - количество постов, шт.

б) в смену в цеху бывает 8 грузовых автомобилей. Каждый автомобиль находится не более 5 минут.

Таблица 5. Состав выхлопных газов

Вещество	ПДК,	Выбросы,	Выбросы(5 минут в час),
	20	0,857	257,1
	4	0,0255	7,65
	10	0,0342	10,26
	5	0,282	84,6

Воздухообмен при работающих двигателях автомобилей (расчет по
  - наиболее вредное вещество):

где  - выбросы, мг/ч;

 - ПДК вещества, мг/м³;

 - концентрация ВВ в приточном воздухе.

Воздухообмен по вредным выделениям:

Суммарный воздухообмен:

2.2. Теплый период

1. Тепловые избытки.

Тепловые избытки: а) от электродвигателей работающего оборудования, б) от персонала, в) от теплопередачи через ограждающие конструкции, г) поступления тепла через световые проемы(солнечная радиация).

а) от работающего оборудования: ;

б) от персонала:

Персонал выполняет легкую работу, температура в помещении плюс 20°C. Соответственно от каждого человека выделяется 132 Вт тепла. В помещении находятся одновременно 15 человек

в) поступления тепла при теплопередаче:

где  - площадь ограждающей конструкции;

 - коэффициент теплопередачи;

- температура внутри цеха при дежурном отоплении;

- расчетная температура воздуха в теплый период года.

Таблица 6. Поступления тепла посредством теплопередачи

Стена
Северная	806,4	476,68	291,92	4,2	33,6	2514,25	9078,42	36,88	295,07	6912	36457,34
Западная	604,8	557,4	43,2	4,2	0	2940,01	1343,48	36,88	0
Южная	806,4	489,78	297,72	2,1	16,8	2583,34	9258,80	18,44	147,53
Восточная	604,8	557,4	43,2	2,1	0	2940,01	1343,48	18,44	0

Суммарное теплопоступление от теплопередачи:

г) поступления тепла от солнечной радиации:

где  - количество теплоты, поступившей от солнечной радиации;

 - площадь остекления.

где  - коэффициент облучения;

 - коэффициент инсоляции;

 - коэффициент относительного проникания солнечной радиации;

 - коэффициент, учитывающий затенение проёма;

 - количество прямой теплоты солнечной радиации;

 - количество рассеянной теплоты солнечной радиации.

Результаты расчета поступлений теплоты от солнечной радиации представлены в табл.6.

Таблица 7. Максимальные значения прямой и рассеянной солнечной радиации в Июле, 52° широты

Стена
Северная	0	59	40,12	11711,83
Западная	37	72	74,12	3201,98
Южная	344	91	295,8	88065,58
Восточная	0	65	44,2	1909,44
Суммарно				104888,8

Воздухообмен по избыткам теплоты:

где

;

 - теплоёмкость воздуха;

- плотность воздуха;

 - температура уходящего воздуха;

- температура приточного воздуха.

Воздухообмен по вредным выделениям аналогично зимнему периоду.

Список используемой литературы

1. СП 5160-89 "Санитарные правила для механических цехов (обработка металлов резанием)"

2. СНиП 2.04.05-91* "Отопление, вентиляция и кондиционирование"

3. СНиП II-3-79* "Строительная теплотехника"

4. СНиП 23-01-99 "Строительная климатология"

5. ГОСТ 12.1.005-88 "Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху в рабочей зоне"

6. СНиП 41-01-2003 "Отопление, вентиляция и кондиционирование"

7. СНиП 41-03-2003 "Тепловая изоляция оборудования и трубопроводов"

8. Староверов И.Г. Внутренние санитарно-технические условия. Часть 3. Вентиляция и кондиционирование воздуха, М.: Стройиздат, 1992. -308с.

9. Егиазаров А.Г. Устройство и изготовление вентиляционных систем, М.: Высш. шк., 1987. -304 с.

10. Б.М. Торговников. Проектирование промышленной вентиляции, Киев: Будивельник, 1983. -256с.

11. Б.В. Баркалов. Кондиционирование воздуха в промышленных, общественных и жилых зданиях, М.: Стройиздат, 1971. -262с.

12. В.Л. Писаренко. Вентиляция рабочих мест в сварочном производстве, М.: Машиностроение, 1981. -120с.